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生物物理学

生物物理学

加速蛋黄脱落在脑伤害上

20 Jan 2021
蛋黄和白色
脑食物:膜内的未加工鸡蛋,除去壳。漂浮在白色内的黄色蛋黄是可见的。 (礼貌:BiSwarup Ganguly / CC到3.0)

从旋转力施加到其外壳时,对如何发生脑损伤的脑损伤如何发生脑损伤的新洞察。实验由吉兰,奔跑,内森和 吴鸿武 在美国的Villanova大学,他们得出的结论是,脑损伤更有可能由旋转冲击导致头骨上的旋转撞击而不是直接翻译影响。他们的工作提供了新的洞察力,以便如何了解如何更好地了解某些运动损伤。

在生物体中,常常发现高度可变形的柔软物质,其沐浴在液体中并封闭在刚性容器中。熟悉的例子是人脑,其被一层薄薄的脑脊液包围并被包裹在硬颅骨中。现在广泛地认为,突然的翻译和旋转撞击颅骨会暂时变形软母,可能导致严重伤害,因为内核的复杂网络被破坏。为了进一步研究这些影响,吴队的团队利用更简单的系统利用大脑之间的相似性:一个被流体白色包围的软蛋黄,并在硬蛋壳中包装。

过去的研究探索了柔软的物质如何变形,以应对周围流体中的快速变化的剪切和纺丝力。吴和同事通过观察鸡蛋蛋黄在外壳上的非破坏性平移和旋转冲击期间变形的变形来扩展了这项研究。为此,他们设计了一个简单的实验,涉及一个厨房小工具,在它的壳中争抢鸡蛋。这使得团队将蛋黄受到各种剪切和旋转流动并随着时间的推移图像变形。

扩张yolk.

图像显示,蛋黄响应于平移撞击而仅略微变形,但对旋转撞击非常敏感 - 特别是涉及减速的旋转撞击。在这种情况下,研究人员确定蛋黄外部的流体压力最初变得大于其精致膜包围的流体的离心力,导致蛋黄的中心压缩。但是,如果外壳的旋转突然停止,这些离心力将变得远远大于外压。这意味着蛋黄不再保持其形状,并将扩展到周围的流体中。

该团队的结果提供了新的见解,为什么脑损伤似乎更有可能发生在某些类型的影响之后,特别是在体育运动中。这里,在从拳击手的上勾拳到下巴的情况下,可以发生快速旋转减速,以影响不规则形状的头盔,如冰球中使用的那些。该研究还可以向未来的膜封柔软物质的研究,包括红细胞和旋转液滴。

研究描述了 流体物理学.

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